(57)【要約】【課題】  形成する画像やベルト自体に悪影響を及ぼさず、簡単な構成で精度良く蛇行や斜行を防止できるようにした、画像形成装置におけるベルト搬送装置を提供することが課題である。【解決手段】  複数のローラと、該ローラ間に懸架張設されて回転する無端状ベルトとを備え、前記ローラのうちの１つにおけるローラ部分を複数に分割し、中央部の分割ローラ周速を他の分割ローラにおける周速より早くした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラと、該ローラ間に懸架張設されて回転する無端状ベルトとを備えた画像形成装置におけるベルト搬送装置であって、
前記複数ローラのうちの１におけるローラ部分を複数に分割し、該分割されたローラの内の中央部の分割ローラ端部に設けられた第１のギアと、該第１のギアに隣り合うよう他の少なくとも１の分割ローラ端部に設けられた第２のギアと、該隣り合う第１と第２のギアとを連結し、中央部分割ローラにおける周速が他の分割ローラ周速より早くなるギア比とした第３のギアとが設けられ、中央部のローラ周速を他のローラにおける周速より早くしたことを特徴とする画像形成装置におけるベルト搬送装置。
【請求項２】
前記分割された複数の分割ローラ外径を同一外径としたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置におけるベルト搬送装置。
【請求項３】
前記複数の分割ローラに分割したローラ軸に駆動力を伝達する機構を設け、前記分割された複数の分割ローラにおける少なくとも１つをローラ軸に固定したことを特徴とする請求項１または２に記載した画像形成装置におけるベルト搬送装置。
【請求項４】
前記ローラ間に懸架張設されて回転する無端状ベルトは、基材が樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した画像形成装置におけるベルト搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いられる感光体ベルト、中間転写ベルト、記録媒体搬送ベルト、あるいは定着装置における定着ベルトなどの無端状ベルトの搬送装置に係り、特に、無端状ベルトの斜行防止を計った画像形成装置におけるベルト搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、例えば一例として図３にタンデム型カラー画像形成装置の場合を示したように、感光体１上に形成されたトナー画像を転写する中間転写ベルト２、或いは概略構成を図２に示したように、記録媒体２７上に転写されたトナー画像を定着するための定着装置２６を構成し、定着ローラ３０に記録媒体２７を押しつけるための定着ベルト３１や、この他にも例えば感光体をベルト状とした感光体ベルト、記録媒体を記録媒体カセットなどから転写位置に搬送する記録媒体搬送ベルトなど、色々な部位に無端状ベルトが用いられている。
【０００３】
なお、この図３において１はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応してドラム状に形成した感光体で、この感光体１の周囲には、スコロトロン等の帯電装置３、露光４を行うための図示していない露光装置、現像装置５、感光体１上のトナー画像を中間転写ベルト２に転写した後に残ったトナーをクリーニングするクリーニング装置６、及び感光体１上に残った電荷を除電する除電器７などが配置されてプロセスユニットを構成し、このプロセスユニットを中間転写ベルト２の進行方向に配列して、感光体１上に形成されたトナー画像を１次転写して色重ねし、形成されたフルカラー画像をさらに記録媒体２７に２次転写するタンデム型カラー画像形成装置である。
【０００４】
中間転写ベルト２は、一対の駆動及び被駆動ローラ２１、２２とバックアップローラ２３とに懸架張設され、この中間転写ベルト２上には、該中間転写ベルト２に接触するように前記したブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色毎の像担持体である感光体１がサイドバイサイドに配列されており、それぞれの感光体１と中間転写ベルト２を間に挟んで対向するように１次転写ローラ８が配置されている。また、２５はこの１次転写されて色重ねされたトナー画像を記録媒体２７に転写するための２次転写ローラで、中間転写ベルト２上に記録媒体２７へ転写されずに残ったトナーはクリーニング装置２４でクリーニングされて次の画像形成に備えられる。
【０００５】
また、図２において３０は定着ローラ、３１は定着ベルト、３２、３３は従動ローラ、３４はヒータ、３７はオフセット防止被覆であり、送られてきた記録媒体２７は定着ベルト３１で定着ローラ３０に押しつけられ、この定着ローラに備えられたヒータ３４の熱で定着が行われる。
【０００６】
このような定着ベルト３１、中間転写ベルト２、記録媒体搬送ベルト、感光体ベルトなどの無端状ベルトは例えば駆動ローラや従動ローラ２１、２２、２３に懸架張設されて駆動されるが、ベルト自身の厚みや寸法精度、懸架張設するローラの加工精度や平行度等の位置精度の不良、張力のアンバランスや振れ、及び定着ベルト３１においては、定着に用いる熱のローラ３２、３３に対する不均一な伝搬による部分的な膨張率の異なりなどから、ベルト搬送方向に直交するベルト幅方向の変位、つまり蛇行や斜行が生じる。
【０００７】
ところが、このような蛇行や斜行が生じると、例えば中間転写ベルト２に於いては転写位置が左右にずれてしまう等の不具合が生じ、特に、中間転写ベルト２上で色重ねしてフルカラートナー画像を得るタンデム型カラー画像形成装置においては、このような色ズレが大きな問題となる。
【０００８】
また、その他の無端状ベルトに於いても、こういった蛇行や斜行はベルト端面の破損につながったり、甚だしい場合はベルトそのものが破断されるなどの事故が生じるおそれがある。こういった事故を防ぐためには、無端状ベルトを懸架張設しているローラ間の平行度や振れ等の精度を高めればよいが、こういった精度の向上には限界があり、装置自体のコストアップを招く要因にもつながる。
【０００９】
そのため、例えば図４に示したように、ベルト４０の懸架ローラ４１におけるローラ部４３の軸４２にフランジ４４を設ける方法、特許文献１に示され、図５に示したように例えばベルト５０の外周面側、もしくは内周面側にベルトの蛇行を規制するガイド部材５０ａを設け、軸５２に設けられたローラ５１におけるローラ部５３の両端や他の部材に当接させて蛇行や斜行を規制する方法、図６に示したようにベルト６０を懸架張設するローラ６１の外径を軸６２方向で変化させ、タイコ形状６３とする方法、特許文献２に示され、図７に示したように、ベルト７０の進行方向に対して直角方向となる幅方向に概ね当接する懸架ローラ７１を、ベルト７０の幅方向の移動（蛇行、または斜行）に伴う力に応じて変位手段７２により７１ａで示したように回転軸を傾けることにより、蛇行、または斜行を補正する方法等が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】実開平５−７５２４６号公報
【特許文献１】特開２００１−０８０７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図４に示したようなベルト４０の懸架ローラ４１端部にフランジ４４を設けたり、または特許文献１や図５のようにベルト５０の内周面両端にガイド部材５０ａを設けることで蛇行を規制する方法は、蛇行防止の効果はあるがベルト４０の端部とフランジ４４との接触部や、ガイド部材５０ａとローラ５３の端部との接触部に大きな負荷がかかり、部品の変形や破損に至るという問題、部品加工に係わる精度、コスト等の問題がある。また、図６のようにベルト６０を懸架するローラ６１の外径を軸方向で変化させてタイコ形状６３とする方法は、形状的に精度を確保するのが困難であり、また、ローラ形状に馴染ませることが可能な柔らかさ、弾性、厚みを持つゴム系統のベルト材質しか使用できず、形状的な負荷が常時かかることによるベルトの耐久性の問題や、一般的に中間転写ベルトに用いられるポリイミド系の樹脂を用いた基材が使えずに画像を転写する時に変形が生じ、正確な転写が難しくなるという問題もある。
【００１２】
さらに、図７の特許文献２に示されたベルト７０の幅方向移動に伴う力に応じて懸架ローラ７１の回転軸を傾けることにより蛇行を補正する方法は、機構が複雑になる、設計値としてローラの基準位置が決まらずに基本的な位置精度が出しにくい、位置的にローラの回転軸が傾いた状態でつりあってベルトが搬送され続けるので、個体差や機械差が大きく、製品的に不安定となる可能性が高い等の問題がある。
【００１３】
そのため本発明においては、形成する画像やベルト自体に悪影響を及ぼさず、簡単な構成で精度良く蛇行や斜行を防止できるようにした、画像形成装置におけるベルト搬送装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため本発明における画像形成装置におけるベルト搬送装置は、
複数のローラと、該ローラ間に懸架張設されて回転する無端状ベルトとを備えた画像形成装置におけるベルト搬送装置であって、
前記複数ローラのうちの１におけるローラ部分を複数に分割し、該分割されたローラの内の中央部の分割ローラ端部に設けられた第１のギアと、該第１のギアに隣り合うよう他の少なくとも１の分割ローラ端部に設けられた第２のギアと、該隣り合う第１と第２のギアとを連結し、中央部分割ローラにおける周速が他の分割ローラ周速より早くなるギア比とした第３のギアとが設けられ、中央部のローラ周速を他のローラにおける周速より早くしたことを特徴とする。
【００１５】
このように、中央部のローラ周速が他のローラにおける周速より早くなるようベルト搬送装置を構成することにより、ベルトには常に中央側に寄せる方向の力が作用し、非常に簡単な構成でベルトの蛇行や斜行を抑制することが可能な画像形成装置におけるベルト搬送装置を提供することができる。
【００１６】
そして、このように構成したことによって前記した外径を軸方向で変化させてタイコ形状としたローラと同じ効果が得られるが、前記分割された複数の分割ローラ外径を同一外径とすることで、前記したタイコ形状ローラに生じていた種々の問題は生ぜず、形成する画像やベルト自体に悪影響を及ぼさない、画像形成装置におけるベルト搬送装置を提供することができる。
【００１７】
また、前記複数の分割ローラに分割したローラ軸に駆動力を伝達する機構を設け、前記分割された複数の分割ローラにおける少なくとも１つをローラ軸に固定することにより、この分割したローラがベルトに対する駆動ローラとなり、ベルトを中央側に寄せる力が強くなって、さらに大きな効果を得ることができる。
【００１８】
さらに、前記ローラ間に懸架張設されて回転する無端状ベルトは、基材を樹脂で構成することで、例えばこのベルトが中間転写ベルトの場合、感光体上に形成されたトナー画像を確実に転写できるベルト搬送装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明によれば、形成する画像やベルト自体に悪影響を及ぼさず、簡単な構成で精度良く蛇行や斜行を防止できるようにした、画像形成装置におけるベルト搬送装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１は本発明になる画像形成装置におけるベルト搬送装置を、一例として図２に示した定着装置の定着ベルト搬送装置に適用した場合の構成概略構成概略を示した図であり、図３は、図２に示した定着装置を有する画像形成装置の一例として、タンデム型カラー画像形成装置の概略構成を示した図である。なお、以下の説明では、本発明を定着装置の定着ベルト搬送装置に適用した場合を例に説明してゆくが、本発明は感光体ベルトや中間転写ベルト、及び記録媒体搬送ベルトなど、種々のベルト搬送装置に適用できることは自明である。
【００２２】
最初に図３を用いて本発明を適用する画像形成装置の構成と動作を簡単に説明すると、この画像形成装置は前記したように、一般的にカラー画像形成装置に用いられるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応してドラム状に形成した感光体１を含むプロセスユニットを、中間転写ベルト２の進行方向に配列したタンデム型カラー画像形成装置であり、それぞれの色に対応して設けられた感光体１の周囲には、スコロトロン等の帯電装置３、露光４を行うための図示していない露光装置、現像装置５、感光体１上のトナー画像を中間転写ベルト転写した後に残ったトナーをクリーニングするクリーニング装置６、及び感光体１上に残った電荷を除電する除電器７などが配置され、さらに、中間転写ベルト２を間に挟んで、感光体１と対向するように１次転写ローラ８が配置されている。
【００２３】
中間転写ベルト２は、感光体１上に形成されたトナー画像を１次転写して色重ねし、形成されたフルカラー画像をさらに記録媒体２７に２次転写するためのもので、一対の駆動及び被駆動ローラ２１、２２とバックアップローラ２３とに張架され、この中間転写ベルト２上には、該中間転写ベルト２に接触するように、前記したブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色毎の像担持体である感光体１がサイドバイサイドに配列されている。
【００２４】
各感光体１の周囲に配置されている現像装置５には、それぞれ、ブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー、或いはイエロートナーが充填され、公知の電子写真法によってそれぞれの色のトナー画像が形成される。即ち、各感光体１は帯電装置３によって所定極性に一様に帯電され、所定の画像情報に基づく光で露光４を行うことで、光照射部の電位が低下して潜像が形成される。そしてこの形成された潜像に、現像装置５によって所定の現像バイアス下で各色のトナーを供給することで、トナー画像が形成される。
【００２５】
形成された各色のトナー画像は、それぞれ、１次転写バイアス電位（トナーの帯電極性とは逆極性）を印加された１次転写ローラ８により、図３において矢印方向に駆動されている中間転写ベルト２上に順次転写され、色重ねされてフルカラートナー画像が形成される。そのフルカラートナー画像は、さらに２次転写ローラ２５とバックアップローラ２３の間に搬送されてくる記録媒体（用紙）２７に、２次転写ローラ２５に印加されたトナー画像と逆極性の２次転写バイアスで転写され、記録媒体は（用紙）は、さらに定着装置２６に送られてトナー画像が定着される。
【００２６】
また、感光体１から中間転写ベルト２に１次転写されずに残ったトナーはクリーニング装置６によって除去されると共に、除電器７によって感光体１に残った電荷が除電され、一方、２次転写後に中間転写ベルト２上に残ったトナーは、クリーニングブラシ２４によってクリーニングされて次の画像形成に備えられる。
【００２７】
このうち定着装置２６は、図２に示したように図３に示した記録媒体２７上のトナー画像を定着するため、内部にヒータ３４を有して表面がオフセット防止被覆３７で被覆された定着ローラ３０と、例えば従動ローラ３２、３３に懸架張設され、トナー画像を転写して搬送されてきた記録媒体２７を定着ローラ３０に押しつけるための定着ベルト３１とで構成されている。
【００２８】
そして、定着ローラ３０は内蔵されたヒータ３４により加熱されて一定の温度を保持したまま駆動回転され、従動ローラ３２、３３の配置位置により、あるいは図示していないバネ等の押圧力で定着ローラ３０に付勢される定着ベルト３１は、摩擦力により従動回転すると同時に定着ローラ３０からの熱伝達で昇温される。そのため、定着ローラ３０と定着ベルト３１のニップ部に図示しない未定着画像が形成された記録媒体２７がもたらされると、未定着画像を構成するトナーが溶融圧着されて記録媒体２７上に画像の定着が行われる。
【００２９】
このように構成された定着装置において、定着ベルト３１を懸架張設する例えば従動ローラ３２は、図１に示したように、ローラ軸３２ａにそれぞれ回転自在に同一径として複数（図４の例では３つ）に分割した分割ローラ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄで構成され、さらにそれぞれの分割ローラ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄには、分割ローラ３２ｂの中央部分割ローラ３２ｃ側に３２ｅで示した第２のギアが、分割ローラ３２ｄの中央部分割ローラ３２ｃ側に３２ｈで示した同じく第２のギアが、そして中央部分割ローラ３２ｃの両端側には３２ｆ、３２ｇで示した第１のギアが設けられ、これら第１、第２のギアは、ギア３５ａ、３５ｂを有してギア３２ｅ、３２ｆと連結する第３のギア３５、ギア３６ａ、３６ｂを有してギア３２ｇ、３２ｈと連結する同じく第３のギア３６とでそれぞれ連結されている。
【００３０】
また、これら第３のギア３５、３６におけるギア３５ａ、３５ｂ、及びギア３６ａ、３６ｂは、それぞれのギアが噛み合う第２のギア３２ｅ、第１のギア３２ｆ、及び第２のギア３２ｈ、第１のギア３２ｇとのギア比が、中央部分割ローラ３２ｃの周速を両側の分割ローラ３２ｂ、３２ｄの周速より早くなるように設定してある。
【００３１】
すなわち、例えば各ギアのピッチを同一とした場合、第２のギア３２ｅ、３２ｈより第１のギア３２ｆ、３２ｇの径を小さくし、さらにギア３５ａ、３６ａよりギア３５ｂ、３６ｂの径を大きくすることで、定着ベルト３１が定着ローラ３０の回転によって従動して回転するとき、両側の分割ローラ３２ｂ、３２ｄよりも中央の分割ローラ３２ｃの周速が早くなる。
【００３２】
例えば、両側の分割ローラ３２ｂ、３２ｄに設けられた第２のギア３２ｅ、３２ｈの歯数を５１、中央の分割ローラ３２ｃの両側に設けた第１のギア３２ｆ、３２ｇの歯数を５０、第３のギア３５、３６におけるギア３５ａ、３５ｂ、及びギア３６ａ、３６ｂの歯数を４９／５０とすると、中央の分割ローラ３２ｃの回転数をＮとした場合、両側の分割ローラ３２ｂ、３２ｄの回転数は０．９６×Ｎとなり、中央の分割ローラ３２ｃと比較して約４％遅い搬送速度となる。
【００３３】
そのため、定着ベルト３１には常に中央側に寄せる方向の力が作用し、非常に簡単な構成でベルトの蛇行や斜行を抑制することが可能な、画像形成装置におけるベルト搬送装置を提供することができる。また、この効果は、前記図６に示したタイコ形状のローラ６１によって得られる効果と同じであるが、分割ローラ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは同一外径としたから、タイコ形状のローラ６１を採用した場合に生じる形状的に精度を確保するのが困難、ベルトとしてローラ形状に馴染ませることが可能な柔らかさ、弾性、厚みを持つゴム系統のベルト材質しか使用できず、形状的な負荷が常時かかることによるベルトの耐久性の問題や、一般的に中間転写ベルトに用いられるポリイミド系の樹脂基材が使えずに画像を転写する時に変形が生じ、正確な転写が難しくなるという問題等も発生しない。
【００３４】
なお、以上の説明では、分割ローラ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはローラ軸３２ａにそれぞれ回転自在として説明してきたが、ローラ軸３２ａに駆動力を伝達する機構を設け、分割された分割ローラ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄにおける少なくとも１つ（好ましくは中央の３２ｃの分割ローラ）をローラ軸に固定すると、この分割したローラがベルトに対する駆動ローラとなり、ベルトを中央側に寄せる力が強くなって、さらに大きな効果を得ることができる。
【００３５】
また、中間転写ベルトに本発明を適用する場合はベルトの材質も、従来用いられていたポリイミド系の樹脂を基材を用いて構成すると、感光体１上に形成されたトナー画像を確実に転写できるベルト搬送装置とすることができ、さらに、このベルトに掛けるテンションやプロセス周速等も、システム構成の違い、分割ローラ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの材質、第１と第２のギア３２ｅ〜３２ｈ、及び第３のギアを構成する３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂによるギア比等を適宜設定し、ベルトと分割ローラとの摩擦力と滑りのバランス、つまりはベルトを中央側に寄せる力を最適化することで、本発明の効果をより大きなものとすることができる。
【００３６】
また、以上の説明では、第１と第２のギアを中央の分割ローラ３２ｃと両側の分割ローラ３２ｂ、３２ｃのそれぞれに設けるよう説明してきたが、例えば両側の分割ローラ３２ｂ、３２ｃを軸３２ａに固定し、中央の分割ローラ３２ｃを軸３２ａに回転自在として中央の分割ローラ３２ｃに設ける第１のギアを１端側だけに設け、第１のギアを設けた側の分割ローラ３２ｂ或いは３２ｃに第２のギアを設けるようにしても同じ効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、形成する画像やベルト自体に悪影響を及ぼさず、簡単な構成で精度良く蛇行や斜行を防止できるようにしたベルト搬送装置を提供でき、画像形成装置に適用することによって良質な画像を長期にわたって形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明になる画像形成装置におけるベルト搬送装置の構成概略を示した図である。
【図２】本発明を一例として適用する定着装置の定着ベルト搬送装置の構成概略図である。
【図３】画像形成装置の一例としてのタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。
【図４】ベルトを懸架するローラの両端にフランジを設けてベルトの蛇行や斜行を防止する技術の概略図である。
【図５】ベルトにガイド部材を設けてローラの両端に当接させベルトの蛇行や斜行を防止する技術の概略図である。
【図６】ベルトを懸架するローラをタイコ状に形成してベルトの蛇行や斜行を防止する技術の概略図である。
【図７】ベルトを懸架ローラするローラの回転軸を傾けて蛇行や斜行を防止する技術の概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
３０  定着ローラ
３１  定着ベルト
３２、３３  従動ローラ
３２ａ  ローラ軸
３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  分割ローラ
３２ｆ、３２ｇ  第１のギア
３２ｅ、３２ｈ  第２のギア
３４  ヒータ
３５、３６  第３のギア
３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂ  第３のギアを構成するギア
３７  オフセット防止被覆
【図１】
2007008678.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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